Gaisa kvalitāte
Gaisa kvalitāte iekštelpās ir būtisks faktors, lai cilvēkiem nodrošinātu veselīgu vidi, kas neatstāj iespaidu uz produktivitāti un pašsajūtu.
Iekštelpu gaisa kvalitāte un oglekļa dioksīds CO2
Gaisa kvalitāte iekštelpās ir būtisks faktors, lai cilvēkiem nodrošinātu veselīgu vidi, kas neatstāj iespaidu uz produktivitāti un pašsajūtu. Gaisa kvalitāti nosaka gaisa temperatūra, gaisa mitrums un piesārņojums. Gaisa temperatūru telpās iespējams regulēt ar apkures un dzesēšanas sistēmu palīdzību, mitrumu ar mitrināšanas iekārtām, piesārņojumu ar telpu vēdināšanu. Tomēr ne viss ir tik vienkārši. Šiem faktoriem ir savstarpējas saistības un atkarības, kas šķietami vienkāršu gaisa kvalitātes kontroli padara par niansēm bagātu un smalku regulēšanas sistēmu.
Gaisa kvalitāte iekštelpās ir būtisks faktors, lai cilvēkiem nodrošinātu veselīgu vidi, kas neatstāj iespaidu uz produktivitāti un pašsajūtu. Gaisa kvalitāti nosaka gaisa temperatūra, gaisa mitrums un piesārņojums. Gaisa temperatūru telpās iespējams regulēt ar apkures un dzesēšanas sistēmu palīdzību, mitrumu – ar mitrināšanas iekārtām, piesārņojumu – ar telpu vēdināšanu. Tomēr ne viss ir tik vienkārši. Šie faktori ir savstarpēji saistīti un atkarīgi cits no cita, kas šķietami vienkāršu gaisa kvalitātes kontroli padara par niansēm bagātu un smalku regulēšanas sistēmu.
Piemēram, gaisā esošais mitrums ir jāvērtē relatīvās mērvienībās, jo atkarībā no gaisa temperatūras gaisā esošais mitruma piesātinājums atšķiras. Pieņemsim, ka slēgtā telpā gaisā eksistē 10 litri ūdens, kas pie +20 °C gaisa temperatūras veido 30 % relatīvo gaisa mitrumu. Šāds mitrums cilvēkam ir veselīgs un nenodara kaitējumu ne acīm, ne ādai, ne elpošanas sistēmai. Taču, paaugstinot telpas gaisa temperatūru līdz +24 °C, relatīvais mitrums pie tā paša absolūtā mitruma jau būs vairs tikai 22 %, kas jau pastiprināti sausinās ādu, acis un elpceļus. Arī gaisa ventilācija ir būtisks sausināšanas avots apkures sezonas laikā, piemēram, āra gaisa relatīvais mitrums pie ‒10 °C ir 50 %, bet, uzsildot šo gaisu līdz +20 °C, tā relatīvais mitrums būs vairs tikai 8 %. Tāpēc, domājot par gaisa kvalitāti, ir būtiski ne vien regulēt šos rādītājus ar pieejamiem tehniskiem risinājumiem, bet arī novērst ēku pārkurināšanu, pārdzesēšanu un pārvēdināšanu.
Īpaši par pārvēdināšanu
Ar pārvēdināšanu, tāpat kā ēkas pārkurināšanu tiek apzīmēta nelietderīga darbībā, kas noved pie būtiska siltumenerģijas zuduma ziemā un aukstumenerģijas zuduma vasarā vienlaikus nedodot pienesumu iekštelpu komforta līmeņa regulēšanā – sildīta telpa, kad tā jau ir gan silta, vēdināta, kad vēdināmais gaiss vairs nebūt nav svaigāks par iekštelpā esošo.
Ar pārvēdināšanu, tāpat kā ēkas pārkurināšanu, tiek apzīmēta nelietderīga darbība, kas noved pie būtiska siltumenerģijas zuduma ziemā un aukstumenerģijas zuduma vasarā, vienlaikus nedodot pienesumu iekštelpu komforta līmeņa regulēšanā – sildīta telpa, kad tā jau ir gana silta, vēdināta, kad ieplūstošais gaiss vairs nebūt nav svaigāks par iekštelpā esošo.
Pārvēdināšana ir vissarežģītākā un neredzamākā ēkas energoefektivitātes problēma, jo gluži vienkārši cilvēks ar savām iekšējām sensorajām sistēmām nespēj uztvert tipiskos gaisa piesārņojumus dzīvojamās telpās. Pārmērīgu CO2 līmeni cilvēka smadzenes spēj atpazīt tikai asinīs, kur iespējams arī reaģēt ar asinsspiedienu. Savukārt gaisā esošais CO2 līmenis ir nejūtams pat tad, ja piesārņojums pārsniedz 10 000 ppm (parts per million) un kļūst dzīvībai bīstams. Tāpat cilvēks nespēj uztvert to, ka telpa ir izvēdināta un piesārņojums iekštelpā līdzsvarots ar āra gaisa līmeni, kur arī, protams, piesārņojums eksistē. Piemēram, minētās CO2 gāzes līmenis āra gaisā pārsniedz 400 ppm visā mūsu atmosfērā. Cilvēka organisms sev neuztveramas lietas aizstāj ar uztveramām, tāpēc mēs neapzināti gaisa sastāva kvalitāti kļūdaini mērām pēc temperatūras. Ziemā atdzisusi telpa šķiet izvēdināta, uzkarsusi telpa liekas smacīga. Tas nav gaisa sastāva kritērijs. Gaisa sastāvs būtu jāregulē ar temperatūru ietekmējošiem instrumentiem, piemēram, radiatoriem, taču gaisa ventilācijas kritērijam jālieto atbilstoši sensori. Arī matemātiski aprēķinātas vadlīnijas var kalpot par vēdināšanas kritēriju, piemēram, darba telpā reizi četrās stundās uz 15 minūtēm pilnībā atverot logus. Skaidrojums šādam ieteikumam, piemēram, ir tas, ka četru stundu laikā CO2 līmenis telpā visdrīzāk nepārsniegs 2000 ppm, savukārt ar 15 minūtēm pietiek, lai iekštelpas gaisu pilnībā izvēdinātu. Lietojot atbilstošus sensorus, iespējams daudz precīzāk regulēt vēdināšanas intervālus un apjomus, kas ļauj novērst pārvēdināšanu.
Gaisa kvalitātes mērīšanai lietotie sensori
Principiāli var izšķirt divu kategoriju sensorus, kuri tiek lietoti gaisa sastāva noteikšanai – CO2 gāzes sensori (izplatītākie ir NDIR – nondispersive infrared tipa sensori, pavisam nesen parādījušies arī fotoakustiskie sensori) un VOC – volatile organic compound piesārņojuma sensori. Sabiedrībā īpaši iegājušies pirmā tipa sensori saprotamu iemeslu dēļ – CO2 gāze ir galvenā mūsu izelpas sastāvdaļa, izelpas gaisā tās līmenis sastāda aptuveni 38 000 PPM. Attiecīgi šādi sensori var labi parādīt telpas pieelpotību, kas ir galvenais dzīvojamo telpu piesārņojums.
Pēc būtības var izšķirt divu kategoriju sensorus, kuri tiek lietoti gaisa sastāva noteikšanai: CO2 gāzes sensori (izplatītākie ir NDIR (nondispersive infrared) tipa sensori, pavisam nesen parādījušies arī fotoakustiskie sensori) un VOC (volatile organic compound) piesārņojuma sensori. Sabiedrībā saprotamu iemeslu dēļ īpaši izplatīti ir pirmā tipa sensori – CO2 gāze ir galvenā mūsu izelpas sastāvdaļa, izelpas gaisā tās līmenis ir aptuveni 38 000 ppm. Attiecīgi šādi sensori var labi parādīt pieelpotu gaisu telpā, kas ir galvenais dzīvojamo telpu piesārņojums. Savukārt, izvēdinot CO2, tiek izvēdināts arī cita tipa piesārņojums. Tomēr CO2 sensoriem ir arī būtiski trūkumi, kuru dēļ nerekomendējam tos lietot vēdināšanas kritēriju automātiskai regulēšanai. Kā pirmais jāmin, ka šādi sensori kā gaisa kvalitātes rādītājs būs korekti tikai tad, ja galvenais piesārņojums ir cilvēka izelpa, taču, ja tā nav, šie sensori maldinās par telpā esošo gaisa kvalitāti. Kā piemēri minami svaigi krāsotas telpu sienas vai jaunas mēbeles, no kurām veidojas būtiski ķīmisko vielu iztvaikojumi, kam nereti piemīt pat cilvēka ožai uztveramas smakas, tomēr CO2 sensori to neuztvers kā piesārņojumu. Tie neuztvers arī visus organiskos piesārņojumus, piemēram, gaisa piesārņojumu pirmsskolas izglītības iestādēs no bērnu izlietotajām autiņbiksītēm vai darba telpā, ja tajā ienācis tikko smēķējis darbinieks. Protams, šie gaisa piesārņojumi ir cilvēkam uztverami, tomēr automatizēta ventilācija ar CO2 sensoru uz šādu piesārņojumu nereaģēs. Ja šis vēl uzskatāms par šādu sensoru gadījuma trūkumu, tad otrs trūkums ir vēl būtiskāks – CO2 sensoru uzbūves īpatnība ir nespēja bez kalibrācijas ar svaiga gaisa palīdzību noteikt absolūto CO2 līmeni. Tas nozīmē, ka šie sensori uzrādīs CO2 līmeni tikai tad, ja tiks regulāri kalibrēti. Lielākoties kalibrācija šīs kategorijas sensoros ir iestrādāta automātiska, un noteiktā periodā sensors, uzkrājot vēsturiskos datus, pielīdzina tos zināmam stāvoklim, kad āra gaisa CO2 līmenis ir 400 ppm. Tas nozīmē, ka vismaz reizi nedēļā sensoram jāļauj nomērīt CO2 līmeni absolūti izvēdinātā telpā jeb āra gaisā. Ja telpa tiek vēdināta 15 minūtes ar pilnībā atvērtu logu, tas ir iespējams, taču, ja CO2 mērījums tiek lietots par pamatu vēdināšanas regulēšanai, laika gaitā sensors nepatiesi uzrādīs CO2 līmeni zemāku, nekā tas ir patiesībā, un būtiski piesārņotā telpā sensors mānīgi uzrādīs svaiga gaisa līmeni.
Otra tipa sensori ir VOC jeb volatile organic compound sensori, kam tehnoloģiski ir daudz vienkāršāka uzbūve, tie ir būtiski lētāki un vienkāršāki lietošanā. Tie spēj uztvert lielāku daudzumu mazāk izplatītu gāzu spektru, kuras tostarp ir arī cilvēka izelpā. Tādējādi iespējams, pieņemot, ka galvenais iekštelpu gaisa piesārņojums ir cilvēku izelpa, un zinot izelpas gaisa sastāva proporcijas, izrēķināt arī teorētisko telpas CO2 līmeni, ko pieņemts saukt par CO2 ekvivalentu jeb eCO2 līmeni. Labas kvalitātes sensori šo aprēķinu veic ļoti precīzi, turklāt šķietamais to trūkums ir galvenā to priekšrocība – tie eCO2 vienībās ierēķinās arī cita veida telpu piesārņojumu. Tieši tādēļ mēs savos sienas paneļos izmantojam augstvērtīgus Bosch Sensortec GmbH ražotos VOC sensorus, kas spēj precīzi aprēķināt CO2 līmeni gadījumā, ja telpas piesārņojuma avots ir cilvēka izelpa, kā arī uzrādīs paaugstinātu CO2 līmeni, ja telpā eksistē cita veida veselībai bīstams piesārņojums. Papildus tam Bosch sensori rēķina arī kopējo gaisa kvalitātes indeksu, kurā par pamatu tiek lietoti visi uztveramie piesārņojuma veidi, un šāds indekss uzskatāms par labāko gaisa kvalitātes noteikšanas kritēriju, nevis sabiedrībā plaši iegājies viedoklis par vienīgo piesārņojumu uzskatīt CO2. Izvēloties šāda veida gaisa kvalitātes monitoringa iekārtas, būtiski pārbaudīt to sertifikāciju atbilstoši ISO 16000-29:2014 prasībām, pretējā gadījumā izvēlētās iekārtas var nebūt precīzas un maldināt lietotāju par gaisa kvalitātes rādījumiem.
Covid-19 izplatības kontrole
Viena no jomām, kas 2020. gadā Covid-19 kontekstā tika īpaši plaši pētīta, ir vīrusa infekciju izplatības ierobežošana iekštelpās. Atbilstoši pandēmijas laikā noteiktie ierobežojumi arvien vairāk tiek fokusēti uz to, kas uzrāda labus rezultātus, kur nemainīgi iekštelpu kontekstā uzsvars tiek likts uz sejas masku un cilvēku skaita ierobežošanu iekštelpās. Skaidrs, ka šie fundamentālie ierobežojumi ir pašsaprotami – maskas maina cilvēka izelpas difūzijas profilu telpā, ļaujot potenciāli infekcioza indivīda izelpai difuzēt kopējā gaisa masā pēc iespējas mazākā rādiusā, savukārt cilvēku skaita ierobežošana ļauj kumulatīvo gaisa piesārņojumu samazināt absolūtās vērtībās.
Viena no jomām, kas 2020. gadā Covid-19 kontekstā tika īpaši plaši pētīta, ir vīrusu infekciju izplatības ierobežošana iekštelpās. Pandēmijas laikā noteiktie ierobežojumi arvien vairāk tiek virzīti uz to, kas uzrāda labus rezultātus, un iekštelpu kontekstā nemainīgi uzsvars tiek likts uz sejas masku un cilvēku skaita ierobežošanu iekštelpās. Skaidrs, ka šie fundamentālie ierobežojumi ir pašsaprotami – maskas maina cilvēka izelpas difūzijas profilu telpā, ļaujot potenciāli infekcioza indivīda izelpai difuzēt kopējā gaisa masā pēc iespējas mazākā rādiusā, savukārt cilvēku skaita ierobežošana ļauj kumulatīvo gaisa piesārņojumu samazināt absolūtās vērtībās. Pētījumi un statistika skaidri parādījuši, ka cilvēka organisms ir spējīgs sevi aizsargāt no neliela baktēriju skaita gaisā, turklāt pētījumi apstiprina uzskatāmu sakarību starp indivīda saslimšanas smagumu un vīrusa uzņēmību, kas tieši saistīts ar vīrusa piesātinājumu gaisā. Atbilstoši var droši apgalvot – iekštelpu gaisa vēdināšanas režīms un apjoms reizē ar sejas masku izmantošanu ir fundamentāls faktors vīrusa izplatības ierobežošanai.
Cita starpā īpaši izceļams arī Kembridžas universitātes publicētais zinātniskais raksts1 par gaisa kvalitātes līmeņa lietošanu kā tehnoloģiski viegli nomērāmu marķieri iekštelpu gaisa bīstamības novērtēšanā saistībā ar vīrusu infekciju izplatību, tajā skaitā Covid-19. Tas ir viens no pirmajiem uzskatāmajiem risinājumiem gaisa kvalitātes kontrolē, ko iespējams arī salīdzinoši viegli kontrolēt.
Ja publiskās telpas tiek izmantotas pandēmijas laikā, rekomendējam arī tajās nozarēs, kur to vēl nepieprasa likuma normas, izskatīt iespēju kontrolēt gaisa kvalitāti katrā telpā, kas nebūt nenozīmē lielus ieguldījumus, savukārt vēlāk šos paneļus iespējams papildus saslēgt, piemēram, apkures radiatoru vadībai.